O "manganés", in Dicionário Priberam da Língua Portuguesa [em linha], 2010, ver online, página visitada em 04-12-2012 (do francês manganèse) ou manganésio (designação preterida pela sua semelhança com o magnésio) é um elemento químico, símbolo Mn, número atômico 25 (25 prótons e 25 elétrons) e massa atómica 55 u, sólido em temperatura ambiente.
Situa-se no grupo 7 (anteriormente denominado como 7B) da classificação periódica dos elementos, sendo um metal de transição externa. Usado em ligas principalmente na do aço e, também, para a produção de pilhas. Foi descoberto em 1774 pelo sueco Johan Gottlieb Gahn, reduzindo o seu óxido com carbono. Sua principal aplicação é na fabricação de ligas metálicas no qual é um agente removedor de enxofre e oxigênio e outros usos de seus principais compostos incluem o dióxido de manganês na confecção de pilhas secas e o permanganato de potássio em laboratório como agente oxidante em várias reações químicas.
É o 12.º elemento mais abundante da crosta terrestre e seus principais minérios são a pirolusita e a rodocrosita. As maiores jazidas estão localizadas na África do Sul, Brasil, Ucrânia, Austrália, Índia, China e Gabão. No território brasileiro os estados do Pará, Minas Gerais e Mato Grosso do Sul são as principais regiões de mineração.
O processo de fosfatação com manganês é usado no tratamento contra a ferrugem e corrosão do aço. Dependendo do seu estado de oxidação, os íons de manganês possuem cores variadas e são usados industrialmente como pigmentos. Os permanganatos alcalinos e alcalinos terrosos são poderosos oxidantes. O dióxido de manganês é usado como cátodo (ou receptor de elétrons) em baterias e células secas padrões e alcalinas disponíveis no mercado. Em biologia, íons de manganês funcionam como coadjuvantes para uma grande variedade de enzimas que realizam muitas funções. As enzimas de manganês são particularmente essenciais no processo de desintoxicação dos radicais livres de superóxidos em organismos que precisam fazer uso do oxigênio elementar. O manganês também funciona no complexo com desprendimento de oxigênio de plantas fotossintéticas. O elemento é um mineral necessário em quantidades minúsculas para todos os organismos vivos conhecidos. Em quantidades maiores, e aparentemente com maior atividade quando inalado, o manganês pode causar a síndrome do envenenamento em mamíferos, com danos neurológicos sendo algumas vezes irreversíveis.
História thumb| left |alt=A drawing of a left-facing bull, in black, on a cave wall |Pinturas rupestres em Lascaux, utilizando pigmentos contendo manganês.
A origem do nome manganês é complexa. Em tempos antigos dois minerais negros da Magnésia, região que atualmente faz parte do território grego, eram chamados de magnes por causa de seu local de origem mas acredita-se que as palavras diferiam em gênero. O magnes masculino atraía o ferro, e era o minério de ferro conhecido como magneto ou magnetita e que provavelmente deu origem ao termo magnético. O minério de magnes feminino não atraía o ferro mas era utilizada para descolorir o vidro. Este magnes feminino foi posteriormente chamado de magnesia, conhecida em tempos modernos como pirolusita ou dióxido de manganês. Nem este mineral nem o manganês propriamente dito possuem propriedades magnéticas. Por volta do século XVI, o dióxido de manganês foi denominado manganesum pelos fabricantes de vidros, possivelmente como uma concatenação de duas palavras uma vez que os vidraceiros e alquimistas eventualmente precisaram diferenciar a magnesia negra (mineral negro) da magnesia alba (minério branco), também proveniente da Magnésia e utilizado na fabricação de vidros. Michele Mercati chamou a magnésia negra de manganesa, e quando o metal foi isolado ficou conhecido como manganês, do alemão mangan. O nome magnesia foi utilizado para se referir somente a magnesia alba (óxido de magnésio) que posteriormente deu origem ao nome magnésio quando este foi isolado posteriormente.
Vários óxidos de manganês são abundantes na natureza e por causa de suas cores têm sido utilizados como pigmentos desde a Idade da Pedra. Vidreiros egípcios e romanos utilizavam tais compostos tanto para remover a cor do vidro quanto para adicioná-la. Por causa de sua utilização na fabricação de vidros, o dióxido de manganês estava disponível aos alquimistas e foi utilizado em experimentos. Em 1770 Ignatius Gottfried Kaim (1746-1778) e Johann Rudolf Glauber (1604-1670) descobriram que o dióxido podia ser convertido em permanganato, um reagente de laboratório útil pelo seu poder oxidante.
Os percentuais de manganês em minérios de ferro na Grécia levaram a especulação de que o aço produzido na região continha quantidades manganês, tornando o aço de Esparta excepcionalmente mais duro. Por volta do início do século XIX, foi observado que adicionando manganês às ligas de ferro estas se tornavam mais duras sem torná-las quebradiças. O elemento então passou a ser utilizado na fabricação do aço e várias patentes foram aprovadas. Em 1837 o acadêmico britânico James Couper fez uma associação de altos níveis de exposição ao manganês com uma forma de síndrome de Parkinson. Em 1912 o revestimento de proteção contra a ferrugem e corrosão em armas de fogo pela conversão eletroquímica do fosfato de manganês foi patenteada.
Com a invenção da pilha de Leclanché em 1866 e a subseqüente melhoria das baterias contendo dióxido de manganês como despolarizador catódico levou a um aumento pela demanda do minério. Até a introdução da bateria de níquel-cádmio e lítio, a maioria das baterias continha manganês. Baterias de zinco-carbono e alcalinas normalmente utilizam dióxido de manganês produzido industrialmente, por causa das impurezas naturais do minério. No , o dióxido de manganês foi o principal material catódico de células e baterias secas tanto do padrão zinco-carbono quanto de alcalinas.
Ocorrência e obtenção thumb|esquerda|Os créditos por isolar o manganês pela primeira vez normalmente pertencem a Johan Gottlieb Gahn.
O manganês compõe aproximadamente 1000 ppm (0.1%) da crosta terrestre, sendo o 12.º elemento mais abundante. A água do mar contém somente 10 ppm enquanto a atmosfera 0.01 µg/m3. O elemento não é encontrado na forma pura, mas faz parte da composição de mais de cem minérios sendo os principais a pirolusita (MnO2), a rodocrosita (MnCO3) e a braunita (Mn2+Mn3+6)(SiO12).
Os recursos em terra são irregularmente distribuídos. Aproximadamente 80% das reservas mundiais conhecidas são encontradas na África do Sul e outros importantes depósitos estão localizados na Ucrânia, Austrália, Índia, China, Gabão e Brasil. No ar, sua concentração é maior perto de regiões industriais de mineração ou onde o antidetonante MMT está regulamentado. Em 1978, foi estimada a existência de 500 bilhões de toneladas de nódulos de manganês no fundo do oceano. Tentativas de encontrar métodos economicamente viáveis para extração destes nódulos foram abandonadas ainda na década de 1970.
No Brasil, o manganês foi o principal minério exportado até 1957 quando foi ultrapassado pelo ferro. Das catorze milhões de toneladas produzidas até a época, treze haviam sido exportadas com o principal destino consistindo dos Estados Unidos. A partir da década de 1970 o consumo interno aumentou e a partir de então em média 50% do minério extraído foi consumido pela indústria siderúrgica nacional. As principais reservas brasileiras estão localizadas em Serra dos Carajás (Pará), e os municípios de Mariana (Minas Gerais) e Corumbá (Mato Grosso do Sul) e as principais regiões consumidoras são na Região Sudeste.
O minério normalmente é beneficiado em local próximo a extração. O processo de beneficiamento envolve etapas de britagem, lavagem, peneiramento que resultam em três produtos distintos para venda com granulometrias diferentes. Para a produção da liga ferro-manganês, o minério de manganês é misturado com minério de ferro e carbono, sendo então reduzido em um alto-forno ou forno elétrico a arco, tendo o produto um teor de 30 a 80% de manganês. O elemento puro utilizado para a produção de ligas não ferrosas é produzido pela lixiviação do minério com ácido sulfúrico e um subsequente processo de eletrodeposição.
Em laboratório, o principal método de detecção é a espectroscopia de absorção atômica embora outros como a indução por plasma acoplado também possam ser utilizados.Howe (2004), p.6 O isolamento do metal pode ser feito utilizando o método original de Gahn, pela redução do dióxido de manganês com o carbono, gerando dióxido de carbono e o metal puro.
+ Produção mundial em 2019, em milhões de toneladas por ano 1. 5,80 2. 3,18 3. 2,51 4. 1,74 5. 1,55 6. 1,33 7. 0,80 8. 0,50 9. 0,48 10. 0,43
Fonte: USGS.</small>
Características Propriedades físicas Usado em ligas principalmente na do aço e, também, para a produção de pilhas. Sua principal aplicação é na fabricação de ligas metálicas no qual é um agente removedor de enxofre e oxigênio e outros usos de seus principais compostos incluem o dióxido de manganês na confecção de pilhas secas e o permanganato de potássio em laboratório como agente oxidante em várias reações químicas.
O manganês é um metal de coloração cinzento-prateado muito parecido com o ferro. Ele é um metal duro e muito quebradiço, difícil de fundir, mas que se oxida facilmente. O manganês metálico e seus íons comuns são paramagnéticos.
Isótopos Em sua forma natural o manganês é composto por um isótopo estável, o 55Mn. Dezoito radioisótopos já foram estudados, sendo os mais estáveis o 53Mn com uma meia-vida de 3,7 milhões de anos; o 54Mn, com uma meia-vida de 312,3 dias, e o 52Mn com uma meia-vida de 5,591 dias. Todos os demais isótopos radiativos possuem meias-vidas menores que três horas sendo que a maioria deles possuem meias-vidas menores que um minuto. Este elemento também possui três estados meta.
O manganês faz parte do grupo dos elementos do Ferro, os quais supõem-se que tenham sido sintetizados nas grandes estrelas pouco antes da explosão da supernova. O isótopo 53Mn se transforma em 53Cr com uma meia-vida de 3,7 milhões de anos. Em razão de sua meia-vida relativamente curta, o 53Mn ocorre somente em pequeníssimas quantidades devido à ação dos raios cósmicos sobre o ferro nas rochas. O conteúdo de isótopos de manganês normalmente são combinados com o conteúdo de isótopos do cromo e encontraram aplicação na geoquímica de isótopos e na datação por radiometria. As taxas de isotopia de Mn e Cr reforçam a evidência de 26Al e de 107Pd na história da formação do sistema solar. Variações nas taxas de 53Cr/52Cr e nas taxas de Mn/Cr provenientes de diversos meteoritos indicam uma taxa inicial de 53Mn/55Mn que sugere que a composição de isótopos de Mn e Cr deve resultar da decomposição do isótopo de 53Mn em corpos planetários diferenciados o que fornece evidências adicionais para os processos nucleosintéticos imediatamente anteriores à coalescência do sistema solar.
Os isótopos de manganês variam em peso atômico de 46 u (46Mn) a 65 u (65Mn). O modo de decomposição principal anterior ao isótopo estável mais abundante, 55Mn, ocorre com captura de elétron e o modo principal posterior ocorre com emissão de partículas beta.
Propriedades químicas thumb|direita|Cristais de Cloreto de Manganês II - a cor rosa pálida dos sais de Mn (II) ocorre em razão da transição 3d com spin proibido, o que é muito raro. Os estados de oxidação mais comuns do manganês são +2, +3, +4, +6 e +7, embora estados de oxidação variando de -3 a +7 tenham sido observados. O íon Mn2+ compete frequentemente com o Mg2+ nos sistemas biológicos. Compostos de manganês onde o manganês se apresenta com estado de oxidação +7, os quais podem ser transformados no óxido instável Mn2O7 e compostos do ânion permanganato MnO4- de cor púrpura intensa, são poderosos agentes oxidantes. Compostos com estados de oxidação +5 (azuis) e +6 (verdes) são fortes agentes oxidantes e são vulneráveis à desproporção.